浅谈宁夏渠道防渗衬砌工程冻害类型及处理措施

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1、浅谈宁夏渠道防渗衬砌工程冻害类型及处理措施【摘要】探讨了宁夏渠道防渗衬砌的意义，对渠道进行防渗衬砌能够有效节约水资源，提高经济效益。同时，防渗衬砌渠道的冻害不容忽视，详细阐述了衬砌渠道的冻害类型，针对不同冻害的形式，提出了防渗渠道防治冻害的措施。【关键词】宁夏；渠道；防渗；冻害；措施1.宁夏渠道防渗衬砌的意义宁夏水资源十分贫乏，水资源指数排在全国最末。全区地表水资源8.89亿m3，地下水资源25.3亿m3，扣除地表水与地下水的重复计算量23.7亿m3，水资源量为10.49亿m3。按照黄河水利委员会的规划方案，分配给宁夏年用黄河水量为40亿m3，现已实现利用34亿m3左右。2004年宁夏

2、总用水量87.95亿m3,其中引黄水量66.0亿m3,比2003年特殊千旱年份增加22.1亿m3，比2002年正常年份减少7.5亿m3，减少10.2%[1]。由于渠系年久失修，漏水渗水严重，渠系水有效利用率低，引黄区为0.43,扬黄区为0.63。水稻毛灌溉定额和水浇地毛灌溉定额大大超过作物实际需水量。大水漫灌还引起了土壤的盐渍化，使得每耐水粮食产量变低，仅为0.31kg。因此，实施节水灌溉技术，对渠道进行防渗衬砌能够有效节约水资源，提高经济效益。1.1增加了经济效益渠道防渗后减少了输水损失，与土渠输水相比，从水源取等量的灌溉水可以灌溉更多的农田，即如果灌溉同等数量的耕地，渠道防渗所需建

3、设水源工程的投资比土渠少得多。渠道采用防渗措施后，用其节约的水灌溉，每亩地的投资约为建库蓄水灌溉每亩地投资的1/3。渠道防渗还可以节约管理费用，实践证明用刚性材料防渗后，可以减少管理养护费用70%；混凝土防渗渠道的管理养护费仅为同流量土渠的l/3o1.2防止土壤盐碱化及沼泽化渠道不采用防渗措施，不仅因渗漏而损失大量的水，而且提高了地下水位，导致灌区盐碱化、沼泽化。据调查，引黄灌区没有采取防渗及排水措施，不到两年的时间，因地下水上升，使渠道两岸几千万亩耕地盐碱化；。渠道防渗后，这些现象即告消失。此外，渠道防渗后，还可以免去排水工程所需的投资［2］。1.3防止渠道冲刷、淤积及坍塌渠道防渗工

4、程，除防渗作用外，还有防冲、防淤、防坍塌，稳定渠道，保证输水安全的作用。我区引黄灌区，因水的含沙量大、比降小、流速小，一般土质渠道容易淤积，每年清淤工作量很大。由于防渗渠道糙率小、流速大，输水时间可以缩短30%〜50%。这对于大型灌区和干旱季节，其意义尤为重要。渠道衬砌后有利于其边坡的稳定及抵御雨水的侵蚀。尤其是傍山渠道，因渠线长，地质复杂，裂缝发育，渠床不稳定，输水灌溉中经常发生决口、滑坡等事故，造成巨大损失。由此可见，探索和推广渠道防渗技术对我国农业的可持续发展，确保粮食安全具有重要的现实意义。1.防渗衬砌渠道冻害类型2.1渠道防渗材料的冻融破坏不同防渗材料修建的渠道防渗层本身，除

5、膜料防渗层外，均含有或多或少的自由水，此种水在负温气下结冰后，每lcm3体积增大0.09cm3；尤其是防渗层一般具有一定的吸水性，加之渠道防渗工程经常处在有水的环境中，因此，防渗层又吸人了一定量的水，而此部分水在负气温下结冰后，每lcm3体积则为1.0gcm3。因此，由于防渗层本身原有的水或吸（渗）人的水，在负气温下结冰后体积的膨胀使防渗层强度降低，结构破坏，产生裂缝，甚至溃散。如为土料（素土，灰土、三合土、水泥土等）防渗时，则会因防渗层中水结冰后体积的增大，而使防渗层隆起和鼓胀。在次年消融后，因含水量很高，从而发生渠坡失稳滑塌和表面剥蚀等现象[3]。2.2渠道中水体结冰造成防渗工程的

6、破坏当渠道因运行管理的要求，在负温期间通水时，渠道内的水体将发生冻结。起初只是形成岸冰，在特别寒冷或严寒条件下，岸冰逐渐向中心扩大，逐步连成一体，表面封冻。此后，冰层逐渐加厚，对两岸衬砌体产生冰压力，造成衬砌体的破坏，或者在冰推力作用下，砌块被推上坡，发生破坏性的变形。同时，当渠水面封冻时，上游流来的浮冰块或冰屑团，部分钻到冰面以下，当来冰量大于排冰能力时，冰块及冰屑团就将在某个断面的冰面下积累，减少过水断面，逐渐演变到断面的完全封堵，形成冰规。此时一，水流将漫溢渠顶，造成渠堤决口，或者水从衬砌体背后流入地下，带走基土中的细粒，造成渠床土壤中的空洞，使衬砌塌陷破坏。因此，渠道在严寒地区

7、进行冬季输水，要十分谨慎，采取多方措施，以保安全。引水式电站和调水工程的渠道，常需在负气温下输水运行。此时渠水即会结冰。开始时只是冰屑和小冰块，随水流而动，它会像刀片一样，反复撞击和切割水面变化区渠坡的防渗层，使其受到不同程度的破坏。尤其是在为土料防渗层时，此一破坏使渠坡形成一纵向的，一定深度的切割槽，翌年消融以后，槽上的土体即会失稳滑落。继而在严寒的气温下，冰屑（冰块）先与渠坡冻结形成岸冰，再向渠中心延伸而形成冰层，水在冰层下运行。如上游水中